聚丙烯腈制超吸材料
時(shí)間:2005-06-25
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聚丙烯 腈制 材料 來(lái)源：中華紡織網(wǎng)
超吸聚合物(SAP)，它最高可吸收并保留相當(dāng)其自身干重1000倍的水分。由于這種特性，它被廣泛采用于嬰兒尿布和老人失禁用品等，幾乎占其總銷售量的90-95%，此外，在其它領(lǐng)域，如電纜鎧裝、農(nóng)業(yè)、食品包裝等方面亦日益被人們所接受?，F(xiàn)有的SAP產(chǎn)品從20世紀(jì)80年代中期幾乎是零，到2000年銷售量猛增到100萬(wàn)噸以上。Bayer公司最近開發(fā)了以聚丙烯腈為原料的新型超吸材料的生產(chǎn)方法。
丙烯腈(AN)是全球許多公司都能生產(chǎn)的一種單體，2001年總生產(chǎn)能力已達(dá)540萬(wàn)噸，我國(guó)60萬(wàn)噸左右(大陸40多萬(wàn)噸，臺(tái)灣近20萬(wàn)噸)，這種單體在貯存和運(yùn)輸過(guò)程中一般不會(huì)影響其質(zhì)量，而目前生產(chǎn)SAP所用的原料為冰丙烯酸(GAA)，有形成二聚物的傾向，為保證其質(zhì)量，需要縮短其貯運(yùn)時(shí)間。
應(yīng)用新開發(fā)的特種陰離子聚合表面活性劑，可以把丙烯腈聚合，形成水分散體，轉(zhuǎn)化率98%以上，含固量達(dá)35%(重量計(jì))。這類水分散體中顆粒大小平均為100-150納米，含分子量為200萬(wàn)克/摩爾的丙烯腈聚合物，由于PAN分散體具有這些特性，被認(rèn)為是新方法生產(chǎn)SAP的理想原料。
對(duì)上述工藝制備的SAP通過(guò)下列測(cè)試闡述其技術(shù)性能：
1．吸液動(dòng)力學(xué)特性 以新超吸材料Bayer 538A和市售常規(guī)產(chǎn)品比較，動(dòng)態(tài)吸液特性都以Bayer 538A為好，特別在初始吸液階段。
2．負(fù)載狀態(tài)下的吸液性(AUL) 在受載為2.1kPa(0.3psi)和4.8kPa(0.7psi)二種情況下作對(duì)比試驗(yàn)，Bayer產(chǎn)品吸液率基本都好于常規(guī)材料。在負(fù)載較大時(shí)，更能顯現(xiàn)其優(yōu)越性。
3．再潤(rùn)濕(rewet)測(cè)定 試驗(yàn)表明，即使經(jīng)歷多次施加液流，新產(chǎn)品(Bayer 538)情況都較好，且隨著再施加液流次數(shù)增多，優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)更明顯。
4．殘留單體 PAN分散體中AN的量，通過(guò)抽真空排氣可降低到遠(yuǎn)低于5ppm的水平，實(shí)測(cè)<0.1ppm，丙烯酰胺(AAm)亦未檢出，水溶性可萃取物在正常范圍5%以下。
5．生物毒性 半致死劑量(LD50)試驗(yàn)，皮膚和眼睛刺激以及魚類急性毒性試驗(yàn)等有關(guān)生物毒性分析，都未發(fā)現(xiàn)任何不良影響。
6．生產(chǎn)實(shí)踐，在尿布復(fù)制設(shè)備上，將50多公斤新SAP料加到幾千條尿布中，把這些尿布和標(biāo)準(zhǔn)尿布試樣作吸液對(duì)比，結(jié)果表明其吸液速率更快，并有降低SAP用量的潛力。
新SAP可用二種不同的方法進(jìn)行生產(chǎn)，一是乙烯醇法，一是高粘性方法。前者用連續(xù)罐式攪拌反應(yīng)器(CSTR)進(jìn)行堿水解，其優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)混合體的粘度相對(duì)較低，可利用常規(guī)設(shè)備；其缺點(diǎn)是乙烯醇的回用和蒸餾費(fèi)用略高。后者是在適合高粘度材料的反應(yīng)器中進(jìn)行，設(shè)備投資費(fèi)用較高，但生產(chǎn)和原料成本較低可獲得抵償，生產(chǎn)步驟少、流程簡(jiǎn)短，綜合起來(lái)，其費(fèi)用比乙烯醇方法要來(lái)得便宜。這二種新生產(chǎn)方法已在小試設(shè)備上連續(xù)運(yùn)行了幾個(gè)星期，生產(chǎn)了幾百公斤SAP產(chǎn)品。由于新方法在成本方面具有優(yōu)勢(shì)，且原料耗用少，特別對(duì)一些原來(lái)生產(chǎn)丙烯腈材料的企業(yè)更且有特殊的誘惑力。
